[实用新型]数据中心用自然冷却机组与离心式冷水机组联合制冷系统

说明书

技术领域 本实用新型涉及一种制冷系统，尤其是应用于数据中心的自然冷却机组与离心冷水机组联合制冷系统。

背景技术 随着互联网的不断发展，数据中心建设速度惊人，数据中心机房设备运行散热量大，为保证设备的正常运行，数据中心制冷系统需要全年365天不间断运行，由此产生的巨额耗电量已然成为数据中心发展不可回避的问题。

为了降低数据中心能耗，一部分专家学者便提出了免费冷却(Free Cooling)的概念。例如离心式冷水机组配开式冷却塔及板式换热器的制冷系统，由于开式冷却塔具有结构简单、造价低、维护检修方便、换热效率高等优点，成为早期免费冷却产品中最常用的一种设备，被广泛应用于数据中心制冷领域。

随着制冷技术的逐步推广，传统开式冷却塔制冷系统在使用过程中也暴露出了许多缺点：(1)冷水机组和冷却塔全年365天不间断运行，耗电量大；(2)开式冷却塔，喷淋水与空气直接交换，喷淋水的飘逸、蒸发多，耗水量大；(3)北方寒冷地区，冷却塔冬季结冰现象严重，导致安全运行和操作风险；(4)开式冷却塔系统，冬季防冻液挥发严重，乙二醇消耗量大。

申请号为201520181997.5的中国专利中，公开了一种节能型开式冷却塔供冷系统，通过在传统开式冷却塔制冷系统中增加一套换热装置，利用冬季低温低湿的空气，在不开启冷水机组的情况下为系统供冷。在冬季，虽然上述专利能够节省冷水机组部分的电能，但开式冷却塔单独运行依旧存在极易结冻、乙二醇挥发严重、耗水量大等诸多问题。

申请号为201220399779.5的中国专利中，公开了一种工艺冷却水闭式自然冷却系统，通过在传统开式冷却塔制冷系统中增加一套闭式自然冷却装置，冬季仅开启闭式自然冷却装置为系统供冷。虽上述专利解决了传统开式冷却塔制冷系统耗电量大、防冻液挥发严重、耗水量大等问题，但冬季，尤其是在北方寒冷地区，为了防止管路结冰，业主仍需向整个系统管路内注入高浓度的乙二醇防冻液，导致该制冷系统冬季运行成本居高不下。

发明内容 本实用新型的目的在于提供一种业主投资少、运行费用低、节水、节电的节能型自然冷却机组与离心式冷水机组联合制冷系统。该系统主要是将自然冷却机组与离心式冷水机组连接在整个空调水系统中，在不同的室外温度下，采用不同的运行模式为末端空调装置提供满足设计参数要求的冷冻水。

本实用新型主要包括：开式冷却塔、离心式冷水机组、自然冷却机组、换热器、末端空调装置以及连接各装置设备的管路和阀门。其中，开式冷却塔出水口通过设有冷却水循环泵的管路与离心式冷水机组冷凝器侧进水口相连，该离心式冷水机组冷凝器侧的出水口通过管路与开式冷却塔进水口相连，构成完整的循环回路。

所述离心式冷水机组蒸发器侧设有与其并列的风冷自然冷却机组或干冷器，两者简称为自然冷却机组。该自然冷却机组的出水口通过管路与离心式冷水机组蒸发器侧进水口相连，该离心式冷水机组蒸发器侧的出水口通过管路与一次侧水系统供水环管进水侧相连。该一次侧水系统供水环管的出水侧通过管路与换热器的一次侧进口相连，该换热器的一次侧出口又通过管路与一次侧冷冻水循环泵相连，该一次侧冷冻水循环泵通过管路与一次侧水系统回水环管进水侧相连，该一次侧水系统回水环管出水侧通过管路与上述自然冷却机组的进水口相连，构成完整的一次侧循环回路；换热器的二次侧出口又通过管路与二次侧水系统供水环管进水侧相连，该二次侧水系统供水环管出水侧又通过管路与末端空调装置进水口相连，该末端空调装置的出水口与二次侧水系统回水环管进水侧通过管路相连，该回水环管出水侧均通过设有二次侧冷冻水循环泵的管路与各自的换热器二次侧进口相连，构成完整的二次侧循环回路。在上述自然冷却机组进、出口管之间设有旁通管，旁通管上设置有阀门V2，在自然冷却机组进口管上设置有阀门V1；在离心式冷水机组蒸发器侧进、出口管之间也设有旁通管，旁通管上设置有阀门V4，在离心式冷水机组蒸发器侧出口管上设置阀门V3，以上设置的阀门可以是电动阀门，也可以是手动阀。另在一、二次侧供水环管上设置温度传感器，用于监测系统供水温度。所述离心式冷水机组和自然冷却机组与开式冷却塔的组合，根据需要设置1-N组，它们均并列在供水及回水管上。最好供水及回水管采用供水及回水环管形式。

本发明的工作过程简述如下：自然冷却机组与离心式冷水机组的运行切换是根据室外温度进行切换的。